Упорядоченные множества и универсальная алгебра (вводный курс). Гуров С.И. - 70 стр.

UptoLike

Составители: 

A
4
: Носитель АС A
4
есть множество V всех векторов ~x трёхмерного пространства, а
сигнатурные символы интерпретируются так:
f
1
7→ + , f
2
7→ × (векторное умножение) , f
3
(~a) = ~a ,
r(~a,
~
b) 7→ «вектор ~a коллинеарен вектору
~
b» ,
c
1
, c
2
7→
~
0 .
Операции и отношения во всех приведённых примерах, соответствующие сигнатур-
ным символам f
1
, f
2
, f
3
и r
1
будут одноимёнными. Везде мы предполагали, что введен-
ные операции и отношения имеют обычный математический смысл. Заметим, что в этих
АС неявно присутствует предикат эквивалентности =, интерпретируемый как равенство.
Приведём примеры конкретных алгебраических систем различной сигнатуры.
Пример 44. 1. AC h A, f i, где f одноместная операция на множестве A называется
унаром.
2. Поле действительных чисел h R, +, ·, 0, 1 i есть алгебра типа h 2, 1, 0, 0 i. Кортеж
h +, ·, ,
1
, 0, 1 i нельзя рассматривать, как сигнатуру поля, т.к. операция
1
не
определена для нуля.
Кольцо K с единицей есть алгебра сигнатуры σ
K
= h ·, +, , 0, 1 i типа
h 2, 2, 1, 0, 0 i.
Группа есть алгебра типа h 2, 1, 0 i с носителем G и сигнатурой σ
G
= h ,
1
, e i.
3. Частично предупорядоченное множество h P, i есть модель типа h 2 i.
4. Если одна АС может быть получена из другой удалением некоторых операций,
отношений или констант, то первая АС называется редуктом второй.
Упорядоченная группа A есть АС с носителем A типа h 2, 1, 2, 0 i и сигнатурой
h ,
1
; v, e i, где редукт G = h A, ,
1
, e i есть группа, а редукт P = h A, v i
ч.у. множество. При этом считается, что x v y a x b v a y b для любых
x, y, a, b A.
Если при этом P цепь, то A есть линейно упорядоченная группа. Примером
линейно упорядоченной группы будет структура h R, +, , 6, 0 i.
Во всех приведённых выше примерах считалось, что приведённые операции и отно-
шения обладают известными свойствами. В общем случае эти свойства необходимо зада-
вать.
Совокупность АС фиксированной сигнатуры называется классом алгебраических си-
стем. Класс M АС сигнатуры σ называется многообразием, если существует множество
Σ тождеств сигнатуры σ такое, что АС сигнатуры σ принадлежит классу M если и
только если в ней выполняются все тождества Σ.
Например, полугруппы это многообразия сигнатуры состоящей из единственной
бинарной операции · инфексной записи, обычно опускается), удовлетворяющие тож-
деству (xy)z = x(yz). Ассоциативно-коммутативные кольца с единицей это многообразия
сигнатуры h +, ·, , 0, 1 i типа h 2, 2, 1, 0, 0 i удовлетворяющие следующим тождествам
Σ:
(x + y) + z = x + (y + z) x + 0 = 0 + x = x
x + (x) = 0 x + y = y + x
(x + y)z = xz + yz x(y + z) = xy + xz
(xy)z = x(yz) x1 = 1x = x
xy = yx.
70
A4 : Носитель АС A4 есть множество V всех векторов ~x трёхмерного пространства, а
     сигнатурные символы интерпретируются так:
                 f1 7→ + ,      f2 7→ × (векторное умножение) , f3 (~a) = −~a ,
                        r(~a, ~b) 7→ «вектор ~a коллинеарен вектору ~b» ,
                                          c1 , c2 7→ ~0 .

   Операции и отношения во всех приведённых примерах, соответствующие сигнатур-
ным символам f1 , f2 , f3 и r1 будут одноимёнными. Везде мы предполагали, что введен-
ные операции и отношения имеют обычный математический смысл. Заметим, что в этих
АС неявно присутствует предикат эквивалентности =, интерпретируемый как равенство.
   Приведём примеры конкретных алгебраических систем различной сигнатуры.
Пример 44.  1. AC h A, f i, где f — одноместная операция на множестве A называется
    унаром.
  2. Поле действительных чисел h R, +, ·, 0, 1 i есть алгебра типа h 2, 1, 0, 0 i. Кортеж
     h +, ·, −, −1 , 0, 1 i нельзя рассматривать, как сигнатуру поля, т.к. операция −1 не
     определена для нуля.
     Кольцо K с единицей есть алгебра сигнатуры σK               =    h ·, +, −, 0, 1 i типа
     h 2, 2, 1, 0, 0 i.
                                                                                   −1
     Группа есть алгебра типа h 2, 1, 0 i с носителем G и сигнатурой σG = h ◦,          , e i.
  3. Частично предупорядоченное множество h P, ≤ i есть модель типа h 2 i.
  4. Если одна АС может быть получена из другой удалением некоторых операций,
     отношений или констант, то первая АС называется редуктом второй.
     Упорядоченная группа A есть АС с носителем A типа h 2, 1, 2, 0 i и сигнатурой
     h ◦, −1 ; v, e i, где редукт G = h A, ◦, −1 , e i есть группа, а редукт P = h A, v i —
     ч.у. множество. При этом считается, что x v y ⇒ a ◦ x ◦ b v a ◦ y ◦ b для любых
     x, y, a, b ∈ A.
     Если при этом P — цепь, то A есть линейно упорядоченная группа. Примером
     линейно упорядоченной группы будет структура h R, +, −, 6, 0 i.
   Во всех приведённых выше примерах считалось, что приведённые операции и отно-
шения обладают известными свойствами. В общем случае эти свойства необходимо зада-
вать.
   Совокупность АС фиксированной сигнатуры называется классом алгебраических си-
стем. Класс M АС сигнатуры σ называется многообразием, если существует множество
Σ тождеств сигнатуры σ такое, что АС сигнатуры σ принадлежит классу M если и
только если в ней выполняются все тождества Σ.
   Например, полугруппы — это многообразия сигнатуры состоящей из единственной
бинарной операции · (в инфексной записи, обычно опускается), удовлетворяющие тож-
деству (xy)z = x(yz). Ассоциативно-коммутативные кольца с единицей это многообразия
сигнатуры h +, ·, −, 0, 1 i типа h 2, 2, 1, 0, 0 i удовлетворяющие следующим тождествам
Σ:
             (x + y) + z = x + (y + z)         x+0 = 0+x = x
             x + (−x) = 0                      x+y = y+x
             (x + y)z = xz + yz                x(y + z) = xy + xz
             (xy)z = x(yz)                     x1 = 1x = x
             xy = yx.

                                            70